3D Systems porta a nuovi livelli la produzione additiva
Con fotopolimeri avanzati rende possibile iterazione rapida e produzione di parti durevoli e ripetibili
La rapida maturazione della produzione additiva (PA) negli ultimi anni ha incoraggiato molti produttori ad espandere il loro uso della tecnologia oltre la prototipazione alla produzione di parti per uso finale in una vasta gamma di applicazioni. Per arrivare a questo, è dovuto cambiare molto, tra cui lo sviluppo di processi e materiali PA in grado di soddisfare gli standard del produttore in termini di ripetibilità, affidabilità, precisione, finitura superficiale e altro ancora. In particolare, i progressi di 3D Systems stanno portando nuovi livelli di efficienza, prestazioni e produttività alla PA, consentendo la rapida iterazione e produzione di parti durevoli e ripetibili utilizzando fotopolimeri avanzati con stabilità meccanica a lungo termine.
Gli scienziati di 3D Systems stanno ingegnerizzando materiali in grado di espandere le applicazioni per la produzione additiva. Il portafoglio in rapida crescita di resine industriali ad alte prestazioni per la soluzione di stampa Figure 4 è progettato appositamente per la produzione di parti in fase di sviluppo e per uso finale, nonché per applicazioni di prototipazione estetica funzionale e di progettazione. Questi materiali sono caratterizzati da prestazioni meccaniche e stabilità a lungo termine, testati fino a otto anni in ambienti interni e un anno e mezzo in ambienti esterni (secondo i metodi ASTM). Inoltre, sono adatti per esigenti applicazioni di uso finale in settori quali elettronica di consumo, automobilistico e sport motoristici, sanitario, industriale, aerospaziale e difesa.
Oltre ai progressi compiuti verso i materiali, tuttavia, i volumi di produzione, la velocità e la resa sono anche una parte significativa dell’equazione. L’ultima soluzione di 3D Systems nella serie di stampanti 3D Figure 4 è una funzione software chiamata impilamento ad alta densità, parte dell’avanzato software 3D Sprint all-in-one dell’azienda. Progettato per semplificare il flusso di lavoro da file a stampa, 3D Sprint offre strumenti per la preparazione e l’ottimizzazione dei file di stampa, tra cui la generazione automatica dei supporti e il posizionamento ottimizzato delle parti per massimizzare lo spazio del volume di costruzione e la produttività.
La nuova funzione di impilamento ad alta densità di 3D Sprint consente agli utenti di stampare lotti di volumi elevati con un efficiente flusso di lavoro per la preparazione dei file. Inoltre, ora è stata testata e convalidata come una tecnologia di produzione valida dal più grande rivenditore di articoli sportivi al mondo. Di fronte a un problema di iniezione di stampi su un piccolo componente per occhiali da tiro che collega la montatura alle lenti, l’azienda francese Decathlon ha optato per testare la nuova soluzione di impilamento 3D di 3D Systems per valutare la produzione additiva per la produzione in lotti. Il laboratorio di produzione additiva di Decathlon (ADDLAB) utilizza la soluzione di stampa Figure 4 di 3D Systems in una vasta gamma di applicazioni.
Secondo l’ingegnere Decathlon Gregoire Mercusot, la nuova funzione di impilamento ha ridotto i tempi di preparazione della stampa fino all’80%: “Impilando le parti siamo in grado di stampare in lotti di 100 e abbiamo ridotto il tempo necessario per preparare una build da 30 a 60 minuti a soli 6-10 minuti”. Per utilizzare la funzione di impilamento, gli utenti importano una parte e un file di base, definiscono la pila in termini di orientamento e quantità di parti e utilizzano strumenti automatizzati per replicare livelli e supporti di impilamento verticale consecutivi, rapidamente e senza la necessità di orientare manualmente ciascuna parte e i relativi supporti.
Benché risulti improbabile che la produzione additiva sostituisca completamente le modalità di produzione tradizionali utilizzate per i volumi di produzione più elevati, i progressi nei fotopolimeri ad alte prestazioni, la tecnologia e il software l’hanno resa economicamente vantaggiosa per i produttori che richiedono quantità significative di produzione di serie iniziali, produzione post-serie e produzione di parti di ricambio. Questa tecnologia consente inoltre ai produttori di aumentare il livello di integrazione verticale e la flessibilità del processo di produzione, anche se essi forniscono parti con una maggiore efficienza in termini di costi. I problemi di iniezione nello stampo che Decathlon riscontrava durante i precedenti cicli di produzione dei componenti degli occhiali da tiro sono qualcosa che ora sono in grado di evitare.
Dopo aver condotto uno studio di fattibilità sulla soluzione di stampa 3D Figure 4 e sulla funzione di impilamento, i team di Decathlon hanno confermato la produttività e l’economia della produzione additiva e hanno deciso che questa soluzione poteva essere presa in considerazione per la produzione in lotti del prodotto finale. La funzione di impilamento ad alta densità di Figure 4 porta le efficienze di scala alla post- elaborazione e alla costruzione di parti, consentendo a Decathlon di trattare un lotto di parti come una singola parte. Ciò significa che il tempo necessario per Decathlon per pulire, polimerizzare e rimuovere i supporti da una singola parte rimane lo stesso, anche per un lotto di 100 parti. L’azienda francese utilizza il sistema Figure 4 Modular per stampare pile di 100 parti in 85 minuti, equivalente a soli 42 secondi per parte. Per l’applicazione del vetro di sicurezza di Decathlon, sono necessari sei minuti per pulire tutte le 100 parti, 90 minuti a mani libere per polimerizzarle e 10 minuti per rimuovere i supporti dall’intero lotto.
“La combinazione di materiali impilabili e ad alte prestazioni rende Figure 4 pronta per la produzione”, ha osservato Mercusot. La velocità, l’accuratezza e la versatilità della produzione additiva la rendono una soluzione ideale per le moderne esigenze di produzione industriale. Grazie all’innovativa tecnologia di produzione additiva di 3D Systems, nonché all’ampia gamma di materiali resistenti, durevoli e ad alte prestazioni, è il momento di considerare l’integrazione della PA nei flussi di lavoro di produzione.
